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    Révéler la précision des prévisions de tsunami

    Crédit :CC0 Domaine public

    Les habitants des villes côtières du Chili se souviennent des tremblements de terre catastrophiques qui ont frappé leur pays en 1960 et 2010, pas toujours pour les séismes eux-mêmes mais pour les tsunamis qui ont suivi.

    Ceux qui ont survécu au séisme de magnitude 9,5 de 1960 ont parlé aux enquêteurs de l'homme de Maullin, Chili qui, après la première vague du tsunami, s'est précipité dans son entrepôt à quai pour récupérer des biens juste au moment où la deuxième vague a frappé. La deuxième vague a emporté l'entrepôt vers la mer et l'homme n'a jamais été revu. De la même manière, vagues suivant la première, connu sous le nom de vagues traînantes, fait des efforts de sauvetage post-tsunami en 2010 en danger de mort.

    En 2010, la société disposait d'une meilleure technologie d'alerte aux tsunamis qu'en 1960, mais les faiblesses existaient toujours. De nouvelles recherches menées par des géophysiciens de la Scripps Institution of Oceanography de l'UC San Diego révèlent les forces et les faiblesses des systèmes d'alerte précoce aux tsunamis tels qu'ils ont été expérimentés lors de l'épisode de 2010. L'étude est représentative d'une grande partie de la recherche scientifique dans la mesure où elle ne crée pas de nouveaux outils de prédiction mais contribue à évaluer la fiabilité des méthodes existantes. Les scientifiques espèrent que ces travaux pourront améliorer les prédictions des vagues de tsunami traînantes.

    Ignacio Sepulveda Oyarzun, un boursier postdoctoral à Scripps Oceanography qui a lui-même survécu au tremblement de terre au Chili en 2010, et ses collègues ont trouvé une faiblesse sur la base d'estimations inexactes de la bathymétrie, qui est la topographie ou la profondeur du fond marin. Cette inexactitude n'a pas tellement d'importance quand une initiale, ou diriger, la vague du tsunami frappe en raison de sa taille, mais les ondes traînantes ont des longueurs d'onde suffisamment courtes pour être considérablement plus influencées par la forme du fond marin sur lequel elles se déplacent pour se rendre aux côtes. Les prévisions de vagues traînantes sont gravement affectées par les erreurs bathymétriques, ont déclaré les auteurs de l'étude, avec des incertitudes sur l'amplitude des vagues jusqu'à 35 pour cent.

    Sepulveda a déclaré qu'il y avait de bonnes nouvelles dans ce travail en ce sens qu'il valide l'exactitude des principaux avertissements de vagues de tsunami, mais il fournit également la mise en garde que les gens doivent rester à l'écart des zones côtières pendant plusieurs heures après la vague initiale en raison de l'imprévisibilité de ce qui se passe ensuite.

    « Nous nous sommes longtemps interrogés sur l'impact des erreurs bathymétriques sur les modèles de tsunamis car les données bathymétriques sont une entrée critique des modèles, " a déclaré Sepulveda. " Avec cette nouvelle étude, nous sommes désormais en mesure de répondre à des questions précieuses sur la fiabilité des alertes aux tsunamis et des évaluations des risques."

    Les meilleures suppositions de la science sur l'emplacement des caractéristiques du fond marin comme les monts sous-marins, les canyons ou les récifs et leurs dimensions proviennent de sondages, qui sont des mesures physiques de la distance entre la surface et le fond de l'océan à un endroit donné. Les sondages sont effectués par des navires, mais le processus est coûteux. En partie à cause du prix élevé, seulement 11 pour cent environ de la bathymétrie océanique ont été mesurées de cette manière.

    Les estimations de ce à quoi ressemblent les 89 pour cent restants du fond marin sont dérivées des mesures altimétriques effectuées par les satellites de la hauteur de la surface de l'océan. Les satellites déduisent quelle est l'attraction gravitationnelle en un point donné; plus la gravité est grande, les plus hauts monts sous-marins doivent l'être.

    Cette méthode a été utilisée au fil des ans par des chercheurs de Scripps Oceanography qui fournissent des données océaniques à Google Maps, parmi d'autres utilisateurs, pour remplir les blancs. Les données bathymétriques alimentent ce que les scientifiques appellent des modèles numériques, ou des simulations qui reposent également sur des mathématiques et des hypothèses" pour estimer le comportement probable du tsunami. Des erreurs dans les données altimétriques peuvent entraîner des estimations d'altitude dérivées des satellites de plusieurs centaines de mètres.

    "Alors que les altimètres satellites fournissent cette perspective globale sur la profondeur du fond marin, ils n'ont pas la précision et la résolution obtenues par les échosondeurs multifaisceaux à bord de grands navires de recherche tels que [Scripps Research Vessel] Sally Ride, " a déclaré David Sandwell, géophysicien de Scripps Oceanography.

    L'équipe de Sepulveda a créé un nouveau modèle en analysant les données bathymétriques collectées à plusieurs endroits dans le monde et en calculant la distance entre ces données et la réalité. Le modèle qu'ils ont créé génère ensuite une estimation de la marge d'erreur qui peut être utilisée pour informer une gamme d'autres modèles océanographiques, y compris les modèles de propagation des tsunamis.

    Ils ont utilisé le modèle pour examiner les tsunamis passés et ont constaté que la vague principale a généralement une longueur d'onde si grande que les erreurs de bathymétrie ne l'affectent guère. Vagues traînantes, qui viennent des minutes ou des heures plus tard, ont des longueurs d'onde plus courtes, en les plaçant sur une échelle plus comparable à la taille des erreurs bathymétriques. Ces caractéristiques bathymétriques peuvent amplifier ou atténuer les vagues de multiples façons, de même que leur interaction avec les vagues déferlantes normales.

    Au Chili, de nombreuses villes côtières sont construites autour de baies, qui offrent une protection naturelle contre les tempêtes la plupart du temps. Mais lorsque les vagues traînantes du tsunami frappent, ces mêmes caractéristiques géographiques peuvent concentrer l'énergie des vagues, créer des vagues plus grosses que la première, et plus localisé. C'était le cas en 2010, où les habitants du village de pêcheurs de Dichato, Le Chili a rappelé que c'était la troisième vague de tsunami qui a balayé la ville, plusieurs heures après le séisme de 3h30.

    "L'étude systématique comparant les relevés détaillés de la bathymétrie par faisceaux marins et la bathymétrie dérivée des satellites met en évidence les différences qui peuvent avoir un impact important sur l'atténuation des risques liés aux vagues secondaires et traînantes des tsunamis, " a déclaré la co-auteure de l'étude Jennifer Haase, géophysicien à Scripps Oceanography. « Il peut également être utile pour de nombreuses autres façons dont la bathymétrie dérivée par satellite est utilisée, par exemple comprendre les courants océaniques."

    L'étude apparaît dans le Journal de recherche géophysique Solid Earth .


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